梯度功能陶瓷圆球的抗热震性

摘要

推导和提出了第三类边界条件下梯度功能材料(functionally gradient materials,FGM)圆球的瞬态温度场及瞬态热应力场表达式。基于陶瓷材料的临界应力断裂判据,通过求解梯度功能陶瓷圆球表面达到其局部断裂强度的时间,建立了引起其表面临界热应力的临界温差?Tc的表达式,并以此作为梯度功能陶瓷圆球的抗热震参数。通过计算实例并与均质陶瓷圆球对比,分析了材料的热–物理性能分布规律对其抗热震性的影响,并提出了高抗热震性FGM陶瓷圆球的设计原则线膨胀系数和热扩散率应由表及里增大,而弹性模量应由表及里减小。